一、選擇題（本大題共11小題，每小題4分，共44分。第1到7小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，，第8到11題有多個(gè)選項(xiàng)正確）
1. 氚管是在硼硅玻璃管內(nèi)壁涂上熒光涂料，充入微量的氚氣后密封制得，氚釋放的電子流激發(fā)管壁上的熒光涂料發(fā)光。氚在自然界中存量極微，工業(yè)上一般用中子轟擊獲取。氚的半衰期為12.5年，氚管的使用年限更是長達(dá)25年。下列說法正確的是（ ）
A. 10個(gè)氚核，經(jīng)過12.5年一定還剩5個(gè)
B. 上述獲取氚的核反應(yīng)是裂變反應(yīng)
C. Li的質(zhì)子數(shù)是3，中子數(shù)是5
D. 上述獲取氣的核反應(yīng)方程為
2. 某物體在幾個(gè)恒力作用下做直線運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（ ）
A. 若僅改變其中一個(gè)力的大小，物體一定做曲線運(yùn)動(dòng)
B. 若僅改變其中一個(gè)力的方向，物體一定做曲線運(yùn)動(dòng)
C. 若僅撤去其中一個(gè)力，物體可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D. 若僅撤去其中一個(gè)力，物體定做曲線運(yùn)動(dòng)
3. 一物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直至停下，若在最初2s內(nèi)的位移是8m，最后2s內(nèi)的位移是2m，則物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是（ ）
A. 4sB. 5sC. 6sD. 7s
4. 如圖所示，質(zhì)量均為m的n（n>3）個(gè)相同勻質(zhì)圓柱體依次擱置在傾角為30°的光滑斜面上，斜面底端有一豎直光滑擋板擋住使圓柱體均處于靜止?fàn)顟B(tài)．則下列說法中正確的是( )

A. 擋板對(duì)圓柱體1的彈力大小為
B. 圓柱體1對(duì)斜面的壓力大小為
C. 圓柱體2對(duì)圓柱體1的壓力大小為
D. 若將擋板繞下端點(diǎn)緩慢逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)60°，則轉(zhuǎn)動(dòng)過程中斜面對(duì)每個(gè)圓柱體的支持力均減小
5. 如圖所示，某自動(dòng)洗衣機(jī)洗衣缸的底部與一控水裝置的豎直均勻細(xì)管底端相通，細(xì)管的頂端封閉，并和壓力傳感器相接。洗衣缸進(jìn)水時(shí)，細(xì)管中的空氣立刻被水封閉，隨著洗衣缸中水面的升高，細(xì)管中的空氣被壓縮，當(dāng)細(xì)管中空氣壓強(qiáng)達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，壓力傳感器使進(jìn)水閥門關(guān)閉，達(dá)到自動(dòng)控水的目的。已知某洗衣機(jī)剛進(jìn)水時(shí)被封閉的空氣柱長度為50cm。已知一個(gè)大氣壓強(qiáng)近似等于10m水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，假設(shè)溫度不變，細(xì)管中的空氣可視為一定質(zhì)量的理想氣體。當(dāng)洗衣缸中水位為30cm時(shí)，洗衣缸和細(xì)管內(nèi)的水位差約為（ ）

A. 28.6cmB. 19.1cmC. 11.8cmD. 5.5cm
6. 如圖所示，空間存在著勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，磁場的方向垂直紙面（平面）向外，電場的方向沿y軸正方向。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子在電場和磁場的作用下，從坐標(biāo)原點(diǎn)O由靜止開始運(yùn)動(dòng)（其軌跡如圖所示）。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，電場強(qiáng)度大小為E，不計(jì)粒子的重力，下列說法正確的是（ ）
A 粒子帶負(fù)電
B. 粒子運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線
C. 粒子距離x軸的最大距離為
D. 粒子運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度為
7. 如圖所示，一輕彈性繩一端系于A點(diǎn)，另一端與質(zhì)量為m、套在光滑豎直固定桿上B點(diǎn)的小球相連，此時(shí)A、B在同一水平線上，且彈性繩原長恰好等于A、B間距L?，F(xiàn)將小球從B點(diǎn)由靜止釋放，當(dāng)小球下落至C點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大，AC與水平方向的夾角為。已知輕彈性繩的彈力與伸長量遵循胡克定律，已知彈性繩的彈性勢能為，式中x為彈性繩的伸長量，則小球的最大動(dòng)能為（ ）

A. B. C. D.
8. 高速鐵路列車通常使用磁力剎車系統(tǒng)。磁力剎車工作原理可簡述如下：將磁鐵的N極靠近一塊正在以逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的圓形鋁盤，使磁感線垂直鋁盤向內(nèi)，鋁盤隨即減速，如圖所示。圖中磁鐵左方鋁盤的甲區(qū)域（虛線區(qū)域）朝磁鐵方向運(yùn)動(dòng)，磁鐵右方鋁盤的乙區(qū)域（虛線區(qū)域）朝離開磁鐵方向運(yùn)動(dòng)。下列有關(guān)鋁盤剎車的說法正確的是（ ）
A. 鋁盤甲區(qū)域的感應(yīng)電流產(chǎn)生垂直鋁盤向外的磁場
B. 鋁盤乙區(qū)域的感應(yīng)電流產(chǎn)生垂直鋁盤向外的磁場
C. 磁鐵與感應(yīng)電流之間的作用力，會(huì)使鋁盤減速
D. 若將實(shí)心鋁盤換成布滿小空洞的鋁盤，則磁鐵對(duì)空洞鋁盤所產(chǎn)生的減速效果與實(shí)心鋁盤相同
9. 如圖所示，在豎直平面xOy內(nèi)有一半徑為l的圓形磁場區(qū)域，其圓心坐標(biāo)為，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外，第二象限豎直放置一高度為l的粒子源，粒子源中心與的連線垂直于y軸，它能連續(xù)不斷地在xOy平面內(nèi)沿x軸正方向發(fā)射速度相同的粒子，粒子經(jīng)過圓形磁場區(qū)域后均從坐標(biāo)原點(diǎn)O射出。已知粒子的比荷為k，不計(jì)粒子的重力和粒子間的相互作用。下列說法正確的是（ ）

A. 粒子從粒子源射出時(shí)的速度大小為kBl
B. 粒子從粒子源射出時(shí)的速度大小為2kBl
C. 從粒子源上端射出的粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
D. 從粒子源上端射出粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
10. 為全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興，某地興建的小型水電站如圖所示。該水電站交流發(fā)電機(jī)的輸出功率為，發(fā)電機(jī)的輸出電壓，經(jīng)變壓器升壓后向遠(yuǎn)處輸電，輸電線總電阻為，在用戶處的降壓變壓器輸出電壓。在輸電過程中，要求輸電線上損耗的功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的4%。假設(shè)升壓變壓器、降壓變壓器均為理想變壓器，下列說法正確的是（ ）
A. 發(fā)電機(jī)輸出的電流
B. 輸電線上電流
C. 降壓變壓器的匝數(shù)比
D. 用戶得到的電流
11. 如圖所示，在直角坐標(biāo)系內(nèi)有一直角三角形區(qū)域，，，在區(qū)域內(nèi)存在垂直平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為。從原點(diǎn)處向區(qū)域發(fā)射速率不同、方向不同的電子，已知電子的質(zhì)量為，電荷量為。不計(jì)粒子重力，下列說法正確的是（ ）
A. 通過點(diǎn)的電子的速率不小于
B. 通過點(diǎn)的電子從點(diǎn)入射時(shí)，速度方向一定與軸正方向成30°角
C. 電子在區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間為
D. 速度方向相同的所有電子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同
二、實(shí)驗(yàn)題（共2題，每空2分，共14分）
12. 2023年6月，我國建成高超音速風(fēng)洞，它將推動(dòng)我國15~25馬赫的高超音速導(dǎo)彈的發(fā)展。某實(shí)驗(yàn)小組受教材“科學(xué)漫步”的啟示并查詢資料后得知：①流體阻力與物體相對(duì)于流體的速度有關(guān)；②流體阻力還跟物體的形狀、橫截面積等因素有關(guān)；③球形物體所受空氣阻力的大小與相對(duì)速度的關(guān)系為（k為阻力系數(shù)）。小組成員開啟實(shí)驗(yàn)室風(fēng)洞，產(chǎn)生豎直向上速度大小為的風(fēng)，再將一小球從風(fēng)洞頂部以某一初速度豎直下拋，測得下落高度h隨時(shí)間t變化的圖像如圖中實(shí)線1所示。已知風(fēng)速，重力加速度g取。

（1）由圖像可知，小球做______運(yùn)動(dòng)；
（2）若圖線1對(duì)應(yīng)小球的質(zhì)量為1kg，則阻力系數(shù)______kg/m；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）若不改變小球的形狀和大?。醋枇ο禂?shù)不變），換用密度更大的小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，保持風(fēng)速不變，調(diào)節(jié)小球下拋速度，所得圖像也是一條直線，則圖像可能為圖線______（選填“1”、“2”或“3”）。
13. 在“用多用電表測量電學(xué)中的物理量”的實(shí)驗(yàn)中
(1)用多用電表測量某電阻，選用“×100”倍率的電阻擋測量，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角過大，改為選擇_______（選填“×10”或“×lk”）倍率的電阻擋，并歐姆調(diào)零再進(jìn)行測量，其示數(shù)如圖a所示，測量結(jié)果為______Ω；
(2)某同學(xué)先將電容放電，然后將歐姆表兩個(gè)表筆分別接在其兩管腳上，觀察到以下現(xiàn)象：指針在連接瞬間大幅擺動(dòng)至較小的阻值，然后迅速返回至無窮大。請(qǐng)解釋該現(xiàn)象：________；
(3)某同學(xué)使用多用電表探測黑箱，已知黑箱內(nèi)有一個(gè)內(nèi)阻不計(jì)的電源和若干阻值相同的電阻，黑箱外有四個(gè)接線柱，利用電壓擋測量出每兩點(diǎn)間的電壓分別為、、、。試在答題卡的黑箱圖中畫出兩種可能的電路（電阻個(gè)數(shù)不超過5個(gè)）_______。
三、計(jì)算題（共3大題 12分，14分，16分，要求寫岀必要的文字和過程）
14. 我國古代著作《墨經(jīng)》中記載了小孔成倒像的實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)到光沿直線傳播。身高的人站在水平地面上，其正前方處的豎直木板墻上有一個(gè)圓柱形孔洞，直徑為、深度為，孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此時(shí)，由于孔洞深度過大，使得成像不完整，如圖所示。現(xiàn)在孔洞中填充厚度等于洞深的某種均勻透明介質(zhì)，不考慮光在透明介質(zhì)中的反射。
（i）若該人通過小孔能成完整的像，透明介質(zhì)的折射率最小為多少？
（ii）若讓掠射進(jìn)入孔洞的光能成功出射，透明介質(zhì)的折射率最小為多少？
15. 如圖a所示，光滑水平地面上放置著滑塊（均可視為質(zhì)點(diǎn)），其質(zhì)量分別為、。時(shí)，以初速度向右運(yùn)動(dòng)，并對(duì)施加大小相等、方向相反的恒力，且。其圖象如圖b所示，=2.5s時(shí)，發(fā)生彈性正碰（作用時(shí)間極短），求
(1)時(shí)，之間的距離；
(2)碰撞后，的速度減為零時(shí)，之間的距離。
16. 某種回旋加速器的設(shè)計(jì)方案如圖a所示，兩個(gè)相距為的正對(duì)的極板之間存在勻強(qiáng)電場，兩極板之間的電壓連續(xù)可調(diào)。兩個(gè)極板的板面中部各有一狹縫（沿方向的狹長區(qū)域），帶電粒子可通過狹縫穿越極板，如圖所示。兩細(xì)虛線間（除開兩極板之間的區(qū)域）既無電場也無磁場，其它部分存在方向垂直于紙面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場。在粒子源中產(chǎn)生的質(zhì)量為、帶電量為的粒子，由靜止開始被電場加速，經(jīng)狹縫中的點(diǎn)進(jìn)入磁場區(qū)域，最終從出射孔射出。點(diǎn)到極板右端的距離為，到出射孔的距離為（常數(shù)為大于2的自然數(shù)）。假設(shè)粒子打到器壁或粒子源外壁則被吸收，忽略相對(duì)論效應(yīng)。
(1)若粒子以最短時(shí)間射出，求兩板之間的電壓；
(2)若電壓調(diào)節(jié)為，粒子仍從出射孔射出，求
I．粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；
Ⅱ．粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
2024屆豐城九中高三第三次月考
物理試題
一、選擇題（本大題共11小題，每小題4分，共44分。第1到7小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，，第8到11題有多個(gè)選項(xiàng)正確）
1. 氚管是在硼硅玻璃管內(nèi)壁涂上熒光涂料，充入微量氚氣后密封制得，氚釋放的電子流激發(fā)管壁上的熒光涂料發(fā)光。氚在自然界中存量極微，工業(yè)上一般用中子轟擊獲取。氚的半衰期為12.5年，氚管的使用年限更是長達(dá)25年。下列說法正確的是（ ）
A. 10個(gè)氚核，經(jīng)過12.5年一定還剩5個(gè)
B. 上述獲取氚的核反應(yīng)是裂變反應(yīng)
C. Li的質(zhì)子數(shù)是3，中子數(shù)是5
D. 上述獲取氣的核反應(yīng)方程為
【答案】D
【解析】
【詳解】A．半衰期是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)大量原子核才有意義，故A錯(cuò)誤；
BD．核反應(yīng)方程為
該反應(yīng)不是裂變反應(yīng)，故B錯(cuò)誤，D正確；
C．的質(zhì)子數(shù)是3，中子數(shù)是
故C錯(cuò)誤。
故選D。
2. 某物體在幾個(gè)恒力的作用下做直線運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（ ）
A. 若僅改變其中一個(gè)力的大小，物體一定做曲線運(yùn)動(dòng)
B. 若僅改變其中一個(gè)力的方向，物體一定做曲線運(yùn)動(dòng)
C. 若僅撤去其中一個(gè)力，物體可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D. 若僅撤去其中一個(gè)力，物體定做曲線運(yùn)動(dòng)
【答案】C
【解析】
【詳解】A．若僅改變其中一個(gè)力的大小，合力方向與速度方向可能共線，物體不一定做曲線運(yùn)動(dòng)。故A錯(cuò)誤；
B．若僅改變其中一個(gè)力的方向，合力方向與速度方向可能共線，物體不一定做曲線運(yùn)動(dòng)。故B錯(cuò)誤；
C．若僅撤去其中一個(gè)力，合力方向與速度方向可能共線，物體不一定做曲線運(yùn)動(dòng)，合力可能變?yōu)榱?，即可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)。故C正確；D錯(cuò)誤。
故選C。
3. 一物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直至停下，若在最初2s內(nèi)的位移是8m，最后2s內(nèi)的位移是2m，則物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是（ ）
A. 4sB. 5sC. 6sD. 7s
【答案】B
【解析】
【詳解】勻減速至零的直線運(yùn)動(dòng)可以逆向視為初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。最后2s內(nèi)，由
解得
最初2s內(nèi)，由
解得
由
解得
t=5s
故選B。
4. 如圖所示，質(zhì)量均為m的n（n>3）個(gè)相同勻質(zhì)圓柱體依次擱置在傾角為30°的光滑斜面上，斜面底端有一豎直光滑擋板擋住使圓柱體均處于靜止?fàn)顟B(tài)．則下列說法中正確的是( )

A. 擋板對(duì)圓柱體1的彈力大小為
B. 圓柱體1對(duì)斜面的壓力大小為
C. 圓柱體2對(duì)圓柱體1的壓力大小為
D. 若將擋板繞下端點(diǎn)緩慢逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)60°，則轉(zhuǎn)動(dòng)過程中斜面對(duì)每個(gè)圓柱體的支持力均減小
【答案】B
【解析】
【詳解】A、將n個(gè)圓柱體作為整體分析，如圖所示，

其中為擋板對(duì)圓柱1的彈力，N為斜面對(duì)所有圓柱體的支持力的恒力，由平衡條件可得，，A錯(cuò)誤；
B、對(duì)2至n每個(gè)圓柱分析可知斜面對(duì)它們的支持力，斜面對(duì)圓柱1的支持力，B正確；
C、隔離對(duì)2到n共n-1個(gè)圓柱體受力分析，如圖所示，

得圓柱體1對(duì)2的彈力為，C錯(cuò)誤；
D、緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)擋板時(shí)，斜面對(duì)圓柱體2、3、4……n的支持力不變，D錯(cuò)誤；
綜上所述本題答案是：B
5. 如圖所示，某自動(dòng)洗衣機(jī)洗衣缸的底部與一控水裝置的豎直均勻細(xì)管底端相通，細(xì)管的頂端封閉，并和壓力傳感器相接。洗衣缸進(jìn)水時(shí)，細(xì)管中的空氣立刻被水封閉，隨著洗衣缸中水面的升高，細(xì)管中的空氣被壓縮，當(dāng)細(xì)管中空氣壓強(qiáng)達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，壓力傳感器使進(jìn)水閥門關(guān)閉，達(dá)到自動(dòng)控水的目的。已知某洗衣機(jī)剛進(jìn)水時(shí)被封閉的空氣柱長度為50cm。已知一個(gè)大氣壓強(qiáng)近似等于10m水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，假設(shè)溫度不變，細(xì)管中的空氣可視為一定質(zhì)量的理想氣體。當(dāng)洗衣缸中水位為30cm時(shí)，洗衣缸和細(xì)管內(nèi)的水位差約為（ ）

A. 28.6cmB. 19.1cmC. 11.8cmD. 5.5cm
【答案】A
【解析】
【詳解】設(shè)水位差為，已知，，由
得
故選A。
6. 如圖所示，空間存在著勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，磁場的方向垂直紙面（平面）向外，電場的方向沿y軸正方向。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子在電場和磁場的作用下，從坐標(biāo)原點(diǎn)O由靜止開始運(yùn)動(dòng)（其軌跡如圖所示）。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，電場強(qiáng)度大小為E，不計(jì)粒子的重力，下列說法正確的是（ ）
A. 粒子帶負(fù)電
B. 粒子運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線
C. 粒子距離x軸的最大距離為
D. 粒子運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度為
【答案】C
【解析】
【詳解】A．粒子由靜止開始運(yùn)動(dòng)，電場力方向豎直向上，故粒子帶正電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B．粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)受電場力和洛倫茲力，因洛倫茲力是變力，則軌跡不是拋物線，運(yùn)動(dòng)軌跡為擺線，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；
CD．將粒子的運(yùn)動(dòng)分解為速度
的向右的勻速直線運(yùn)動(dòng)和速度為v的沿順時(shí)針方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則粒子距x軸的最大距離
兩分運(yùn)動(dòng)同向時(shí)速度最大，則最大速度
故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選C。
7. 如圖所示，一輕彈性繩一端系于A點(diǎn)，另一端與質(zhì)量為m、套在光滑豎直固定桿上B點(diǎn)的小球相連，此時(shí)A、B在同一水平線上，且彈性繩原長恰好等于A、B間距L。現(xiàn)將小球從B點(diǎn)由靜止釋放，當(dāng)小球下落至C點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大，AC與水平方向的夾角為。已知輕彈性繩的彈力與伸長量遵循胡克定律，已知彈性繩的彈性勢能為，式中x為彈性繩的伸長量，則小球的最大動(dòng)能為（ ）

A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【詳解】小球下落過程先加速后減速，當(dāng)加速度為0時(shí)速度最大，動(dòng)能最大，此時(shí)有
解得
由能量守恒定律得
解得
故選A。
8. 高速鐵路列車通常使用磁力剎車系統(tǒng)。磁力剎車工作原理可簡述如下：將磁鐵的N極靠近一塊正在以逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的圓形鋁盤，使磁感線垂直鋁盤向內(nèi)，鋁盤隨即減速，如圖所示。圖中磁鐵左方鋁盤的甲區(qū)域（虛線區(qū)域）朝磁鐵方向運(yùn)動(dòng)，磁鐵右方鋁盤的乙區(qū)域（虛線區(qū)域）朝離開磁鐵方向運(yùn)動(dòng)。下列有關(guān)鋁盤剎車的說法正確的是（ ）
A. 鋁盤甲區(qū)域的感應(yīng)電流產(chǎn)生垂直鋁盤向外的磁場
B. 鋁盤乙區(qū)域的感應(yīng)電流產(chǎn)生垂直鋁盤向外的磁場
C. 磁鐵與感應(yīng)電流之間的作用力，會(huì)使鋁盤減速
D. 若將實(shí)心鋁盤換成布滿小空洞的鋁盤，則磁鐵對(duì)空洞鋁盤所產(chǎn)生的減速效果與實(shí)心鋁盤相同
【答案】AC
【解析】
【詳解】A．鋁盤甲區(qū)域中的磁通量增大，由楞次定律可知，甲區(qū)域感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，則此感應(yīng)電流的磁場方向垂直紙面向外，故A正確；
B．鋁盤乙區(qū)域中的磁通量減小，由楞次定律可知，甲區(qū)域感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，則此感應(yīng)電流的磁場方向垂直紙面向里，故B錯(cuò)誤；
C．由“來拒去留”可知，磁鐵與感應(yīng)電流之間有相互阻礙的作用力，則會(huì)使鋁盤減速，故C正確；
D．若將實(shí)心鋁盤換成布滿小空洞的鋁盤，則滿小空洞的鋁盤產(chǎn)生的感應(yīng)電流與實(shí)心鋁盤產(chǎn)生的感應(yīng)電流不同，所以磁鐵對(duì)空洞鋁盤所產(chǎn)生的減速效果與實(shí)心鋁盤不相同，故D錯(cuò)誤。
故選AC。
9. 如圖所示，在豎直平面xOy內(nèi)有一半徑為l的圓形磁場區(qū)域，其圓心坐標(biāo)為，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外，第二象限豎直放置一高度為l的粒子源，粒子源中心與的連線垂直于y軸，它能連續(xù)不斷地在xOy平面內(nèi)沿x軸正方向發(fā)射速度相同的粒子，粒子經(jīng)過圓形磁場區(qū)域后均從坐標(biāo)原點(diǎn)O射出。已知粒子的比荷為k，不計(jì)粒子的重力和粒子間的相互作用。下列說法正確的是（ ）

A. 粒子從粒子源射出時(shí)的速度大小為kBl
B. 粒子從粒子源射出時(shí)的速度大小為2kBl
C. 從粒子源上端射出粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
D. 從粒子源上端射出的粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
【答案】AD
【解析】
【詳解】AB．根據(jù)幾何關(guān)系可知，入射點(diǎn)、磁場圓的圓心、出射點(diǎn)O與軌跡圓的圓心四點(diǎn)的連線構(gòu)成菱形，所以粒子的軌跡半徑
速度大小
故A正確，B錯(cuò)誤；
CD．根據(jù)幾何關(guān)系可知，從粒子源上端射出的粒子軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角等于120°，所以粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間
故C錯(cuò)誤，D正確。
故選AD。
10. 為全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興，某地興建的小型水電站如圖所示。該水電站交流發(fā)電機(jī)的輸出功率為，發(fā)電機(jī)的輸出電壓，經(jīng)變壓器升壓后向遠(yuǎn)處輸電，輸電線總電阻為，在用戶處的降壓變壓器輸出電壓。在輸電過程中，要求輸電線上損耗的功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的4%。假設(shè)升壓變壓器、降壓變壓器均為理想變壓器，下列說法正確的是（ ）
A. 發(fā)電機(jī)輸出的電流
B. 輸電線上的電流
C. 降壓變壓器的匝數(shù)比
D. 用戶得到的電流
【答案】CD
【解析】
【詳解】A．根據(jù)電功率公式
發(fā)電機(jī)輸出電流
選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B．輸電線上損耗的功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的4%，由
可得
故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；
C．降壓變壓器原線圈得到的功率為
降壓變壓器原線圈得到的電壓
根據(jù)理想變壓器電流與線圈匝數(shù)成反比關(guān)系，降壓變壓器的匝數(shù)比
選項(xiàng)C正確；
D．用戶得到的電流
選項(xiàng)D正確。
故選CD。
11. 如圖所示，在直角坐標(biāo)系內(nèi)有一直角三角形區(qū)域，，，在區(qū)域內(nèi)存在垂直平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為。從原點(diǎn)處向區(qū)域發(fā)射速率不同、方向不同的電子，已知電子的質(zhì)量為，電荷量為。不計(jì)粒子重力，下列說法正確的是（ ）
A. 通過點(diǎn)的電子的速率不小于
B. 通過點(diǎn)的電子從點(diǎn)入射時(shí)，速度方向一定與軸正方向成30°角
C. 電子在區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間為
D. 速度方向相同的所有電子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同
【答案】AC
【解析】
【詳解】A．由題分析可知，電子從C點(diǎn)水平射出時(shí)速度最小，由幾何關(guān)系得
粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力得
解得
故A正確；
B．通過點(diǎn)的電子從點(diǎn)入射時(shí)，結(jié)合A選項(xiàng)分析得，速度最小時(shí)，速度方向與軸正方向成30°角，最小；當(dāng)速度無窮大時(shí)，速度方向與軸正方向成的角無限靠近60°。因此通過點(diǎn)的電子從點(diǎn)入射時(shí)，速度方向與軸正方向成的角是一定范圍，即
故B錯(cuò)誤；
C．分析可知，粒子沿OA方向射入，OC邊界射出時(shí)，速度偏向角最大，則粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長，即
故C正確；
D．速度方向相同的所有電子，如果速率不同，則有的電子從OC邊射出，有的電子從AC邊射出，由于速度偏向角不同，則電子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不同。故D錯(cuò)誤。
故選AC。
二、實(shí)驗(yàn)題（共2題，每空2分，共14分）
12. 2023年6月，我國建成高超音速風(fēng)洞，它將推動(dòng)我國15~25馬赫的高超音速導(dǎo)彈的發(fā)展。某實(shí)驗(yàn)小組受教材“科學(xué)漫步”的啟示并查詢資料后得知：①流體阻力與物體相對(duì)于流體的速度有關(guān)；②流體阻力還跟物體的形狀、橫截面積等因素有關(guān)；③球形物體所受空氣阻力的大小與相對(duì)速度的關(guān)系為（k為阻力系數(shù)）。小組成員開啟實(shí)驗(yàn)室風(fēng)洞，產(chǎn)生豎直向上速度大小為的風(fēng)，再將一小球從風(fēng)洞頂部以某一初速度豎直下拋，測得下落高度h隨時(shí)間t變化的圖像如圖中實(shí)線1所示。已知風(fēng)速，重力加速度g取。

（1）由圖像可知，小球做______運(yùn)動(dòng)；
（2）若圖線1對(duì)應(yīng)小球的質(zhì)量為1kg，則阻力系數(shù)______kg/m；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）若不改變小球的形狀和大小（即阻力系數(shù)不變），換用密度更大的小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，保持風(fēng)速不變，調(diào)節(jié)小球下拋速度，所得圖像也是一條直線，則圖像可能為圖線______（選填“1”、“2”或“3”）。
【答案】 ①. 勻速直線 ②. 0.025 ③. 2
【解析】
【詳解】（1）[1]圖像為一條直線，所以小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
（2）[2]小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，合外力為零。由圖像得
而
解得
（3）[3]若只增加小球密度，小球質(zhì)量增加，小球仍做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由可知，小球速度增大，即圖像的斜率增大，所以圖像可能為2。
13. 在“用多用電表測量電學(xué)中的物理量”的實(shí)驗(yàn)中
(1)用多用電表測量某電阻，選用“×100”倍率電阻擋測量，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角過大，改為選擇_______（選填“×10”或“×lk”）倍率的電阻擋，并歐姆調(diào)零再進(jìn)行測量，其示數(shù)如圖a所示，測量結(jié)果為______Ω；
(2)某同學(xué)先將電容放電，然后將歐姆表的兩個(gè)表筆分別接在其兩管腳上，觀察到以下現(xiàn)象：指針在連接瞬間大幅擺動(dòng)至較小的阻值，然后迅速返回至無窮大。請(qǐng)解釋該現(xiàn)象：________；
(3)某同學(xué)使用多用電表探測黑箱，已知黑箱內(nèi)有一個(gè)內(nèi)阻不計(jì)的電源和若干阻值相同的電阻，黑箱外有四個(gè)接線柱，利用電壓擋測量出每兩點(diǎn)間的電壓分別為、、、。試在答題卡的黑箱圖中畫出兩種可能的電路（電阻個(gè)數(shù)不超過5個(gè)）_______。
【答案】 ①. ×10 ②. 110 ③. 歐姆表內(nèi)的電池對(duì)電容器充電，接通瞬間的充電電流最大，之后充電電流逐漸減小至零 ④.
【解析】
【詳解】(1)[1]用多用電表測量某電阻，選用“×100”電阻擋測量時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)較大，說明所選擋位太大，為準(zhǔn)確測量電阻阻值，歐姆表應(yīng)換用較小擋位，應(yīng)將多用電表選擇旋鈕調(diào)到電阻×10擋；
[2]由圖a所示表盤可知，被測電阻的阻值為11×10=110Ω；
(2)[3]出現(xiàn)題意現(xiàn)象是因?yàn)闅W姆表內(nèi)的電池對(duì)電容器充電，接通瞬間的充電電流最大，之后充電電流逐漸減小至零；
(3)[4]根據(jù)可知，2、4間無電勢差，即不能接有電阻，且1、2間電勢差最大，即為路端電壓，根據(jù)電路中電壓分配與電阻的關(guān)系得如圖
三、計(jì)算題（共3大題 12分，14分，16分，要求寫岀必要的文字和過程）
14. 我國古代著作《墨經(jīng)》中記載了小孔成倒像的實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)到光沿直線傳播。身高的人站在水平地面上，其正前方處的豎直木板墻上有一個(gè)圓柱形孔洞，直徑為、深度為，孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此時(shí)，由于孔洞深度過大，使得成像不完整，如圖所示?，F(xiàn)在孔洞中填充厚度等于洞深的某種均勻透明介質(zhì)，不考慮光在透明介質(zhì)中的反射。
（i）若該人通過小孔能成完整的像，透明介質(zhì)的折射率最小為多少？
（ii）若讓掠射進(jìn)入孔洞的光能成功出射，透明介質(zhì)的折射率最小為多少？
【答案】（i）1.38；（ii）1.7
【解析】
【分析】
【詳解】（i）根據(jù)題意作出如下光路圖
當(dāng)孔在人身高一半時(shí)有
tanθ = = ≈ ，sinθ = 0.8，
tanα = ，sinα =
由折射定律有
n =
（ii）若讓掠射進(jìn)入孔洞的光能成功出射，則可畫出如下光路圖
根據(jù)幾何關(guān)系有
【點(diǎn)睛】
15. 如圖a所示，光滑水平地面上放置著滑塊（均可視為質(zhì)點(diǎn)），其質(zhì)量分別為、。時(shí)，以初速度向右運(yùn)動(dòng)，并對(duì)施加大小相等、方向相反的恒力，且。其圖象如圖b所示，=2.5s時(shí)，發(fā)生彈性正碰（作用時(shí)間極短），求
(1)時(shí)，之間的距離；
(2)碰撞后，的速度減為零時(shí)，之間的距離。
【答案】(1)6.25m；(2)6.25m
【解析】
【詳解】(1)根據(jù)牛頓第二定律
的位移
的位移
之間的初始距離
解得
(2)碰撞前的速度
的速度
發(fā)生彈性碰撞
當(dāng)速度減小為零時(shí)，由動(dòng)量守恒定律
又
之間的距離
解得
16. 某種回旋加速器的設(shè)計(jì)方案如圖a所示，兩個(gè)相距為的正對(duì)的極板之間存在勻強(qiáng)電場，兩極板之間的電壓連續(xù)可調(diào)。兩個(gè)極板的板面中部各有一狹縫（沿方向的狹長區(qū)域），帶電粒子可通過狹縫穿越極板，如圖所示。兩細(xì)虛線間（除開兩極板之間的區(qū)域）既無電場也無磁場，其它部分存在方向垂直于紙面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場。在粒子源中產(chǎn)生的質(zhì)量為、帶電量為的粒子，由靜止開始被電場加速，經(jīng)狹縫中的點(diǎn)進(jìn)入磁場區(qū)域，最終從出射孔射出。點(diǎn)到極板右端的距離為，到出射孔的距離為（常數(shù)為大于2的自然數(shù)）。假設(shè)粒子打到器壁或粒子源外壁則被吸收，忽略相對(duì)論效應(yīng)。
(1)若粒子以最短時(shí)間射出，求兩板之間的電壓；
(2)若電壓調(diào)節(jié)為，粒子仍從出射孔射出，求
I．粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；
Ⅱ．粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
【答案】(1)；(2)I．；Ⅱ．
【解析】
【詳解】(1)粒子以最短時(shí)間射出時(shí)，在電場中只加速1次，偏轉(zhuǎn)半個(gè)圓周到點(diǎn)
聯(lián)立得
(2)粒子在電場中加速一次所獲得的速度為，在磁場中偏轉(zhuǎn)半徑為，則有
聯(lián)立得
I．粒子在電場和磁場中的軌跡如圖所示
粒子第1次在電場中的加速時(shí)間為
粒子從第3次開始加速后在電場中的總加速時(shí)間為，則有
在加速電場中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為
聯(lián)立各式得
Ⅱ．前兩次加速、減速后，粒子還需加速次
粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為，在磁場中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為
則有
聯(lián)立各式得

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